2008年6月25日
人们称钻石为“冰”，并不仅仅是因为它们闪闪发光。工程师和物理学家长期以来一直在研究钻石，因为尽管这种材料的硬度与头部的冰球一样，但钻石滑动和滑动的摩擦力非常低，使其成为密封、高性能工具和高科技运动部件的理想材料或涂层。
罗伯特·卡匹克(Robert Carpick)是华盛顿大学机械工程与应用力学系的副教授宾夕法尼亚大学他和他的团队与来自阿贡国家实验室、威斯康星大学麦迪逊分校和佛罗里达大学的研究人员进行了合作，以确定是什么让钻石薄膜如此难以捉摸，解决了关于其性质的科学起源的争论，并提供了有助于创造下一代超低摩擦材料的新知识。欧洲杯足球竞彩
宾夕法尼亚大学的实验是第一项由光谱学有力支持的钻石摩擦研究，研究了多年来关于为什么钻石表现出如此低的摩擦和磨损性能的两个主要假设。这项研究使用了一种被称为光电子发射显微镜(PEEM)的高度专业化技术，它揭示了这种滑动行为来自于金刚石表面原子键的钝化，这些原子键在滑动过程中被打破，而不是金刚石变成其更稳定的形式——石墨。化学键被周围环境中的水分子解离吸附而钝化。研究人员还发现，如果环境中没有足够的水蒸气，摩擦会急剧增加。
之前一些关于钻石超低摩擦和磨损的解释假设，滑动的钻石表面之间的摩擦将能量传递给材料，将钻石转化为石墨，石墨本身就是一种润滑材料。然而，在这项研究之前，还没有进行过详细的光谱测试来确定这一假设的合法性。PEEM仪器是劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源的一部分，它使研究小组能够成像并识别在滑动实验中金刚石表面发生的化学变化。
研究小组测试了一种被称为超非晶金刚石的薄膜形式的钻石，发现它的摩擦系数极低(摩擦系数~0.01，比一般的冰更滑)，即使在极其干燥的条件下(相对湿度~1.0%)，磨损也很低。利用微摩擦计、精密摩擦测试仪和x射线光电子发射显微镜(一种空间分辨率x射线光谱技术)，他们检查了在不同相对湿度和载荷下，超纳米晶金刚石表面一起滑动所产生的磨损轨迹。他们没有发现石墨的形成，只有少量的碳从金刚石重新粘合到无定形碳上。然而，表面的磨损部分存在氧气，这表明在滑动过程中断裂的键最终被环境中的水分子钝化了。
已经用于工业机械密封涂层,减少磨损,提高性能,也作为高性能超硬涂层刀具,这项工作可以导致增加钻石薄膜的使用机器和设备增加使用寿命,防止磨损部件和节约能源浪费的摩擦。
该研究发表在6月出版的《物理评论快报》杂志上,是由境Konicek系的物理学和天文学在佩恩,科学博士工程物理系的格里尔生家族的麦迪逊P.U.P.A.吉尔伯特麦迪逊分校物理系的,佛罗里达州机械和航空航天工程系的W.G. Sawyer，阿贡国家实验室和Carpick纳米材料中心的A.V. Sumant。欧洲杯足球竞彩
资金由美国空军和美国能源部提供。